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JSSC 2011第4期RF & Wireless65nm

An All-Digital 12 pJPulse IR-UWB Transmitter Synthesized From a Standard Cell Li

本文介绍了一种全数字脉冲无线电超宽带(IR-UWB)发射机,采用标准单元实现并通过设计工具自动布局布线。
65nm CMOS, 3.1–5.0 GHz, 12 pJ/pulse, 50 Mb/s
全数字脉冲无线电超宽带标准单元数字调谐
创新点1:全数字实现(系统创新)。该论文提出了一种全数字化的IR-UWB发射机,所有功能模块均采用数字标准单元实现,并通过设计工具自动布局布线,显著降低了芯片面积和制造成本,同时提高了系统集成度。
创新点2:数字调谐中心频率和带宽(方法创新)。通过数字方式调谐UWB脉冲的中心频率和带宽,能够有效补偿工艺变化,并适应不同应用场景的需求,增强了系统的灵活性和适应性。
创新点3:校准方案和基于单元的DCO建模(电路创新)。提出了一种校准方案,并对基于单元的DCO进行建模,考虑了自动布局布线引入的系统性失配,提高了电路的精度和稳定性。
创新点4:低功耗和高能效(性能创新)。该发射机在65 nm CMOS工艺下实现,核心面积仅为0.032 mm²,泄漏功率为170 µW,每脉冲的能耗范围为8 pJ到16 pJ,在50 Mb/s速率下最低能耗为12 pJ/脉冲,展现了优异的能效表现。
Abstract
, IEEE Abstract—This paper presents an all-digital impulse radio ultra-wideband (IR-UWB) transmitter. All functional blocks in the transmitter are implemented with digital standard cells and automatically place-and-routed by design tools. The center fre- quency and the bandwidth of the UWB pulses are digitally tuned to compensate for variations, or target different applications. This paper also proposes a calibration scheme and modeling of a cell-based digitally controlled oscillator (DCO), whi